CN112705731A - 一种多材料增材制造成型系统及方法 - Google Patents

一种多材料增材制造成型系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多材料增材制造成型系统及方法，所述系统包括：激光系统；腔体，所述腔体内设置有吸粉系统、送粉系统、铺粉系统、工作缸和多个储粉缸；其中，所述吸粉系统用于吸收多余的原料粉末；所述铺粉系统可移动的设置于所述腔体内，用于将部分储粉缸中的原料粉末送入工作缸；所述送粉系统可移动的安装于所述铺粉系统，用于将其余储粉缸提供的原料粉末送入工作缸；基板及加热系统，所述基板及加热系统设置于所述工作缸内；换气系统，用于将腔体抽真空并充入保护气。本发明可利用增材制造的方法实现金属/陶瓷多材料一体化成形，能够解决因不同粉末性质差异大而导致的打印工艺兼容性问题。

Description

一种多材料增材制造成型系统及方法
技术领域
本发明属于增材制造技术领域，特别涉及一种多材料增材制造成型系统及方法。
背景技术
激光增材制造技术是一种以激光为能量源的增材制造技术，具有不受零件结构限制，应用范围广等优点，可用于结构复杂、难加工以及薄壁零件的加工制造。激光增材制造技术按照其成形原理可分为以粉床铺粉为技术特征的激光选区熔化技术和以同步送粉为技术特征的激光金属直接成形技术。
目前，激光增材制造技术可成形钛合金、高温合金、铁基合金、铝合金、难熔合金、非晶合金、陶瓷材料和梯度材料等；但由于不同粉末的性质有差异，一体化成型技术的首要难题是解决不同材料打印工艺的兼容性问题，特别是对于性质差异极大的金属和陶瓷材料，利用激光增材制造来实现一体化成型是非常困难的。
近些年陶瓷金属化技术逐渐发展，在陶瓷颗粒表面覆膜一层金属，以金属充当粘连剂为陶瓷材料的成型提供了极大的便利，使得解决陶瓷激光成型中的裂纹和成型质量问题提供了可能。金属陶瓷也是近年来研究的热点，既具有金属的韧性、高导热性和良好的热稳定性，又具有陶瓷的耐高温、耐腐蚀和耐磨损等特性。金属陶瓷广泛地应用于火箭、导弹、超音速飞机的外壳、燃烧室的火焰喷口等地方。
多材料成型工艺应用前景极为广泛，在航空航天、核能、汽车、电子等众多关键领域均有广阔的应用前景。在航空航天领域，基于增材制造的多材料成型技术可以制造出复杂形状及梯度结构元件，用于发动机叶片、鼻锥等关键部位。在核能领域，基于增材制造技术的棒状燃料元件金属/陶瓷多材料一体化成型技术，可解决传统制备工艺复杂、周期长、成本高的弊端，是对燃料元件制造模式的重大技术变革探索。
综上，亟需一种新的多材料增材制造成型系统及方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多材料增材制造成型系统及方法，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明可利用增材制造的方法实现金属/陶瓷多材料一体化成形，能够解决因不同粉末性质差异大而导致的打印工艺兼容性问题。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的一种多材料增材制造成型系统，包括：
激光系统，用于提供熔化原料粉末的精细激光热源；
腔体，所述腔体内设置有吸粉系统、送粉系统、铺粉系统、工作缸和多个储粉缸；其中，所述吸粉系统用于吸收多余的原料粉末，防止各原料粉末之间相互污染；所述铺粉系统可移动的设置于所述腔体内，用于将部分储粉缸中的原料粉末送入工作缸；其余储粉缸安装于所述铺粉系统，用于为送粉系统提供原料粉末；所述送粉系统可移动的安装于所述铺粉系统，用于将其余储粉缸提供的原料粉末送入工作缸；
基板及加热系统，所述基板及加热系统设置于所述工作缸内，用于对原料粉末进行预热；
换气系统，用于将腔体抽真空并充入保护气。
本发明的进一步改进在于，所述工作缸和部分储粉缸固定设置于所述腔体内；
所述腔体为前后开门形式；其中，设置工作缸的一端为前端，设置部分储粉缸的一端为后端；
所述铺粉系统前后铺粉运动；
所述送粉系统的运动方向垂直于所述铺粉系统的运动方向。
本发明的进一步改进在于，所述基板及加热系统能够预热温度范围为0～1000℃。
本发明的进一步改进在于，所述腔体内固定设置有第一滑轨；所述部分储粉缸内设置有柱塞，用于推出原料粉末；所述铺粉系统包括：横梁和刮板；所述横梁可移动的设置于所述第一滑轨，所述刮板固定设置于所述横梁，用于将柱塞推出的原料粉末刮入工作缸；所述横梁上固定设置有第二滑轨；所述送粉系统可移动的设置于第二滑轨；所述送粉系统包括：一个或多个螺杆挤出式送粉头，可移动的安装在第二滑轨上，通过连接管与其余储粉缸相连通；激光测距仪，安装在横梁上，用于保证送粉头移动的精度；电机，安装在螺杆挤出式送粉头后端，用于控制送粉速度；整形板，可上下移动的安装在横梁上，用于送粉之后压平粉末床。
本发明的一种多材料增材制造方法，基于本发明的多材料增材制造成型系统，包括以下步骤：
将真空烘干过筛后的多种原料粉末分别放入所述多个储粉缸中；
设置成形参数，导入模型；
通入保护气，预热，按照预设的成型工艺打印。
本发明的进一步改进在于，原料粉末为陶瓷粉末时，将真空烘干过筛后的陶瓷粉末进行表面处理金属化或与金属粉末混合均匀，获得处理后的陶瓷粉末；将处理后的陶瓷粉末放入储粉缸中。
本发明的进一步改进在于，将真空烘干过筛后的陶瓷粉末进行表面处理金属化时采用薄膜法、厚膜法或化学镀法；其中，镀层金属熔点低于陶瓷粉末，镀层厚度范围为1～15μm。
本发明的进一步改进在于，将真空烘干过筛后的陶瓷粉末与金属粉末混合均匀时，金属粉末中位粒径与陶瓷粉末中位粒径相差小于等于5μm，金属粉末占比为陶瓷粉末质量的5％～50％。
本发明的进一步改进在于，原料粉末包括一陶瓷粉末和一金属粉末；其中，陶瓷粉末表面处理金属化或与金属粉末混合时，采用的金属为铝、钛、镍或铁；金属粉末为铝合金、钛合金、镍合金或不锈钢粉末。
本发明的进一步改进在于，多种原料粉末包括金属粉末和陶瓷粉末；
金属粉末和陶瓷粉末的粒径范围为15～75μm，陶瓷粉末中位粒径比金属粉末中位粒径小0～15μm，金属粉末与金属粉末或陶瓷粉末与陶瓷粉末的中位粒径相差小于等于5μm；
所述成形参数包括：打印层厚、扫描速度、扫描策略、扫描间距和激光功率；其中，激光功率范围为100～500W，扫描速率范围为400～1500mm/s，扫描间距范围为20～100μm，打印层厚范围为30～60μm；激光扫描策略是棋盘式扫描；
通入的保护气体为氩气，控制水氧含量小于等于100ppm；
基板预热温度为200℃～500℃；
预设的成型工艺为：铺一原料粉末，激光烧结，吸去多余的此原料粉末；送另一原料粉末，表面平整处理，激光烧结，层层重复。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明可利用增材制造的方法实现金属/陶瓷多材料一体化成形，能够解决因不同粉末性质差异大而导致的打印工艺兼容性问题。
相比于传统的选区激光熔化设备，本发明的设备可以实现两种粉末的打印：第一种粉末采用铺粉方式，刮刀刮平后激光选区熔化；第二种粉末采用送粉方式，螺杆送粉后整形板压平，然后进行激光选区熔化。
相对于传统的金属机加工和陶瓷烧结成型的制造方法，本发明的多材料增材制造方法便捷高效，又能实现复杂结构的近净成形；与传统的单一材料或复合材料激光粉末床熔化技术相比，可以实现两种不同性质材料的一体化成型，解决了因不同粉末性质差异大而导致的打印工艺的兼容性问题；与目前广泛研究的多喷头或同轴送粉激光熔覆沉积技术相比，可以保证材料的致密度，并且可以使得金属部分组织细小均匀，陶瓷部分粘连牢固可靠。
本发明中，对陶瓷颗粒做了处理，在表面覆膜一层金属或者与金属粉末均匀混合，一方面改善了激光加热过程中的热量传导，减小了整体温度梯度，使得温度分布更加均匀；一方面金属充当了陶瓷颗粒结合的粘结剂，避免了熔化陶瓷所需要的高能量。
本发明利用激光增材制造设备快速制造、成型精度高等特点可实现金属、陶瓷等多材料的一体化制造，避免了因装配导致长加工时间长和低加工精度。本发明设计合理，成型件精度高，裂纹少，可实现复杂结构的成型。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍；显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的一种多材料增材制造方法的流程示意图；
图2是本发明实施例的一种多材料成型系统的结构示意图；
图3是本发明实施例中，圆柱形试样的结构示意图；
图中，1为激光器，2为振镜，3为腔体，4为换气系统，5为吸粉管，6为基板及加热系统，7为工作缸，8为储粉缸，9为送粉系统，10为铺粉系统；11为包壳；12为燃料芯块；13为中孔。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术效果及技术方案更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例。基于本发明公开的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它实施例，都应属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例的一种多材料增材制造方法，包括以下步骤：
步骤1，准备金属粉末和陶瓷粉末，真空烘干，过筛；
步骤2，对真空烘干后的陶瓷粉末进行表面处理金属化或与预定金属粉末混合均匀；
步骤3，将步骤2中处理后的金属化陶瓷粉末或混合粉末清洗，真空烘干，过筛；
步骤4，将步骤1中所得金属粉末和步骤3中所得粉末分别装入相应粉缸中，设置成形参数及扫描策略，将模型导入多材料增材制造设备，通入保护气，预热，按照设置好的成型工艺打印。
其中，若成型所需的两种粉末皆为金属粉末，则可去除步骤2至步骤3。
本发明的一实施例的步骤1中，金属粉末和陶瓷粉末的粒径范围为在15～75μm之间(可以保证每层粉末层厚适合，便于激光扫描时达到充分而合适的熔融程度，同时确保成型精度)，且陶瓷粉末中位粒径比金属粉末中位粒径小0～15μm(为步骤2中镀层厚度留下余量，使得镀层后陶瓷粉末粒径与金属粉末粒径相当)，金属粉末与金属粉末或陶瓷粉末与陶瓷粉末的中位粒径相差小于5μm(保证粉末粒径相当)；步骤1中，真空烘干时，烘干温度设置为50～300℃，真空烘干2～10h(充分烘干原料粉末中的水分，防止团聚结块，改善原料粉末的流动性)；步骤1中，过筛时选用筛网目数为200～500目(筛去较大的残渣异物及大粒径粉末颗粒)。
本发明又一实施例的步骤2中，表面处理金属化可选择薄膜法(真空蒸镀、离子镀、溅射镀膜等)、厚膜法、化学镀法等；其中，镀层金属熔点要求低于陶瓷粉末，镀层厚度为1～15μm；
步骤2中，混合金属粉末与陶瓷粉末的流程为：选择合适的金属粉末，与陶瓷粉末按照一定比例混合，球磨；其中，金属粉末中位粒径与陶瓷粉末中位粒径相差小于5μm，金属粉末占比为陶瓷粉末质量的5～50％。球磨时：以无水乙醇为溶剂，球磨机的转速设置为100～300rpm，球磨时间为2～10h；设置球磨方式为启动10-30min，暂停10-30min，循环进行。
本发明实施例中，步骤2中，一原料粉末为氮化铝陶瓷粉末，另一原料粉末为铝合金时，陶瓷金属化或混合的金属材料选择铝金属；或者，步骤2中，一原料粉末为碳化钛陶瓷粉末，另一原料粉末为钛合金时，陶瓷金属化或混合的金属材料选择钛金属；或者，步骤2中，一原料粉末为氧化铝陶瓷粉末，另一原料粉末为镍合金时，陶瓷金属化或混合的金属材料选择镍金属。
本发明又一实施例的步骤3中，金属化粉末清洗工艺为：将金属化粉末放入无水乙醇中，设置超声波清洗时间为20～60min，取出，加入无水乙醇冲洗10～60s，然后平铺静置1～10min；
步骤3中，混合粉末清洗工艺为：抽滤去除无水乙醇，取出，加入无水乙醇冲洗5～20s，然后平铺静置1～10min；
步骤3中，真空烘干时，烘干温度设置为50～300℃，真空烘干2～10h；
步骤3中，过筛时选用筛网目数为200～500目。
本发明又一实施例的步骤4中，所述成形参数包括：打印层厚、扫描速度、扫描策略、扫描间距和激光功率；其中激光功率范围100～500W，扫描速率的范围400～1500mm/s，扫描间距的范围20～100μm，打印层厚30～60μm，激光扫描策略是棋盘式扫描。
步骤4中，通入的保护气体为氩气，控制水氧含量小于100ppm；
步骤4中，对成形基板及粉末进行预热，基板预热温度为200℃～500℃；
步骤4中，成型工艺为：铺第一种粉末，激光烧结，吸去多余的第一种粉末，送第二种粉末，表面平整处理，激光烧结，层层重复。
请参阅图2，本发明实施例的一种多材料成型系统，包括：激光系统、腔体3、换气系统4、吸粉系统、基板及加热系统6、送粉系统9、铺粉系统10、其他运动机构及电气控制装置；
其中，激光系统包括激光器1和振镜2，振镜2安装在腔体3顶部，可电控上下升降便于实时调整焦距；腔体3为前后开门的形式，前端工作缸7、后端送粉缸8形式，前后铺粉运动。
本发明实施例中，吸粉系统中，回收粉缸安装在腔体下端，用于储存吸收的粉末；电机安装在腔体下端，用于提供吸粉所需能量；吸粉管5的一端固定在腔体顶端上，另一端连接回收粉缸。
本发明实施例中，基板及加热系统6可以预热温度为0～1000℃。
本发明实施例的送粉系统中，螺杆挤出式送粉头安装在铺粉机构横梁上，带有滑轨可以横向移动；激光测距仪安装在铺粉机构横梁上，保证送粉头移动的精度；电机连接在螺杆挤出式送粉头后端，控制送粉速度；整形板安装在铺粉机构横梁上，可上下移动，送粉之后压平粉末床；连接管连接储粉仓和送粉头。
实施例1
本发明实例中利用FeCrAl合金粉打印出来的零件具有组织均匀，强度高，耐腐蚀性好等优异的性能，镍金属覆膜Al2O3陶瓷也以顺利的制造成型，金属陶瓷颗粒之间界面接触良好。
本发明实施例的一种多材料增材制造方法，包括：
步骤1中，金属粉末为FeCrAl合金粉末，中位粒径为30μm，陶瓷粉末为Al2O3，中位粒径为20μm；
步骤1中，真空烘干时，烘干温度设置为100℃，真空烘干6h；
步骤1中，过筛时选用筛网目数为400目。
步骤2中，覆膜金属的方式选择化学镀法，镀层金属为镍金属，镀层厚度为5μm；
步骤3中，步骤3中，金属化粉末清洗工艺为：将金属化粉末放入无水乙醇中，设置超声波清洗时间为20min，取出，加入无水乙醇冲洗60s，然后平铺静置10min；
步骤3中，混合粉末清洗工艺为：抽滤去除无水乙醇，取出，加入无水乙醇冲洗10s，然后平铺静置10min；
步骤3中，真空烘干时，烘干温度设置为100℃，真空烘干6h；
步骤3中，过筛时选用筛网目数为400目。
步骤4中，所述成形参数包括：打印层厚、扫描速度、扫描策略、扫描间距和激光功率；其中激光功率为200W，扫描速率为800mm/s，扫描间距的范围60μm，打印层厚30μm，激光扫描策略是棋盘式扫描；
步骤4中，通入的保护气体为氩气，且控制水氧含量小于100ppm；
步骤4中，对成形基板及粉末进行预热，基板预热温度为200℃；
步骤4中，成型工艺为：铺第一种粉末，激光烧结，吸去多余的第一种粉末，送第二种粉末，表面平整处理，激光烧结，层层重复。
请参阅图3，本发明实施例中，加工出底面直径为12mm，高度为40mm的圆柱形试样，横截面结构如图所示，包壳11在外部包裹着燃料芯块12，燃料芯块设置有中孔13，大部分试样结构均匀，裂纹少，界面接触质量较好。
实施例2
本发明实施例的一种多材料增材制造方法，基于本发明的多材料增材制造成型系统，包括以下步骤：
将真空烘干过筛后的多种原料粉末分别放入所述多个储粉缸中；
设置成形参数，导入模型；
通入保护气，预热，按照预设的成型工艺打印。
其中，原料粉末为陶瓷粉末时，将真空烘干过筛后的陶瓷粉末进行表面处理金属化，获得处理后的陶瓷粉末；将处理后的陶瓷粉末放入储粉缸中。
将真空烘干过筛后的陶瓷粉末进行表面处理金属化时采用薄膜法；其中，镀层金属熔点低于陶瓷粉末，镀层厚度为1μm。
实施例3
本发明实施例与实施例2的区别仅在于，将真空烘干过筛后的陶瓷粉末进行表面处理金属化时采用厚膜法，镀层厚度为10μm。
实施例4
本发明实施例与实施例2的区别仅在于，将真空烘干过筛后的陶瓷粉末进行表面处理金属化时采用化学镀法，镀层厚度为15μm。
实施例5
本发明实施例的一种多材料增材制造方法，基于本发明的多材料增材制造成型系统，包括以下步骤：
将真空烘干过筛后的多种原料粉末分别放入所述多个储粉缸中；
设置成形参数，导入模型；
通入保护气，预热，按照预设的成型工艺打印。
其中，原料粉末为陶瓷粉末时，将真空烘干过筛后的陶瓷粉末与金属粉末混合均匀，获得处理后的陶瓷粉末；将处理后的陶瓷粉末放入储粉缸中。
将真空烘干过筛后的陶瓷粉末与金属粉末混合均匀时，金属粉末中位粒径与陶瓷粉末中位粒径相差小于5μm，金属粉末占比为陶瓷粉末质量的5％。
实施例6
本发明实施例与实施例5的区别仅在于，将真空烘干过筛后的陶瓷粉末与金属粉末混合均匀时，金属粉末中位粒径与陶瓷粉末中位粒径相差小于3μm，金属粉末占比为陶瓷粉末质量的30％。
实施例7
本发明实施例与实施例5的区别仅在于，将真空烘干过筛后的陶瓷粉末与金属粉末混合均匀时，金属粉末占比为陶瓷粉末质量的50％。
实施例8
本发明实施例的一种多材料增材制造方法，基于本发明的多材料增材制造成型系统，多种原料粉末包括金属粉末和陶瓷粉末；
金属粉末和陶瓷粉末的中位粒径为15μm，陶瓷粉末中位粒径比金属粉末中位粒径小0.5μm，金属粉末与金属粉末或陶瓷粉末与陶瓷粉末的中位粒径相差小于5μm；
所述成形参数包括：打印层厚、扫描速度、扫描策略、扫描间距和激光功率；其中，激光功率为100W，扫描速率为400mm/s，扫描间距为20μm，打印层厚为30μm；激光扫描策略是棋盘式扫描；
通入的保护气体为氩气，控制水氧含量小于100ppm；
基板预热温度为200℃；
预设的成型工艺为：铺一原料粉末，激光烧结，吸去多余的此原料粉末；送另一原料粉末，表面平整处理，激光烧结，层层重复。
实施例9
本发明实施例的一种多材料增材制造方法，基于本发明的多材料增材制造成型系统，多种原料粉末包括金属粉末和陶瓷粉末；
金属粉末和陶瓷粉末的中位粒径为50μm，陶瓷粉末中位粒径比金属粉末中位粒径小5μm，金属粉末与金属粉末或陶瓷粉末与陶瓷粉末的中位粒径相差小于3μm；
所述成形参数包括：打印层厚、扫描速度、扫描策略、扫描间距和激光功率；其中，激光功率为300W，扫描速率为1000mm/s，扫描间距为50μm，打印层厚为50μm；激光扫描策略是棋盘式扫描；
通入的保护气体为氩气，控制水氧含量小于60ppm；
基板预热温度为300℃；
预设的成型工艺为：铺一原料粉末，激光烧结，吸去多余的此原料粉末；送另一原料粉末，表面平整处理，激光烧结，层层重复。
实施例10
本发明实施例的一种多材料增材制造方法，基于本发明的多材料增材制造成型系统，多种原料粉末包括金属粉末和陶瓷粉末；
金属粉末和陶瓷粉末的粒径范围为75μm，陶瓷粉末中位粒径比金属粉末中位粒径小15μm，金属粉末与金属粉末或陶瓷粉末与陶瓷粉末的中位粒径相差小于3μm；
所述成形参数包括：打印层厚、扫描速度、扫描策略、扫描间距和激光功率；其中，激光功率范围为500W，扫描速率范围为1500mm/s，扫描间距范围为100μm，打印层厚范围为60μm；激光扫描策略是棋盘式扫描；
通入的保护气体为氩气，控制水氧含量小于30ppm；
基板预热温度为500℃；
预设的成型工艺为：铺一原料粉末，激光烧结，吸去多余的此原料粉末；送另一原料粉末，表面平整处理，激光烧结，层层重复。
综上所述，本发明公开了一种多材料成型系统及方法，所述成型系统包括：激光系统、腔体、换气系统、吸粉系统、基板及加热系统、送粉系统、铺粉系统、其他运动机构及电气控制装置等。相比于传统的选区激光熔化设备，本设备可以实现两种粉末的打印。第一种粉末采用铺粉方式，刮刀刮平后激光选区熔化；第二种粉末采用送粉方式，螺杆送粉后整形板压平，然后进行激光选区熔化。本发明公开的一种多材料增材制造方法包括：将真空烘干过筛后的多种原料粉末分别放入所述多个储粉缸中；设置成形参数，导入模型；通入保护气，预热，按照预设的成型工艺打印。相对于传统的金属机加工和陶瓷烧结成型的制造方法，本发明的多材料增材制造方法便捷高效，又能实现复杂结构的近净成形；与传统的单一材料或复合材料激光粉末床熔化技术相比，可以实现两种不同性质材料的一体化成型，解决了因不同粉末性质差异大而导致的打印工艺的兼容性问题；与目前广泛研究的多喷头或同轴送粉激光熔覆沉积技术相比，可以保证材料的致密度，并且可以使得金属部分组织细小均匀，陶瓷部分粘连牢固可靠。创新性地，本发明中，对陶瓷颗粒做了处理，在表面覆膜了一层金属或与金属粉末混合，一方面改善了激光加热过程中的热量传导，减小了整体温度梯度，使得温度分布更加均匀；一方面金属充当了陶瓷颗粒结合的粘结剂，避免了熔化陶瓷所需要的高能量。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多材料增材制造成型系统，其特征在于，包括：
激光系统，用于提供熔化原料粉末的精细激光热源；
腔体(3)，所述腔体(3)内设置有吸粉系统、送粉系统(9)、铺粉系统(10)、工作缸(7)和多个储粉缸(8)；其中，所述吸粉系统用于吸收多余的原料粉末，防止各原料粉末之间相互污染；所述铺粉系统(10)可移动的设置于所述腔体(3)内，用于将部分储粉缸(8)中的原料粉末送入工作缸(7)；其余储粉缸(8)安装于所述铺粉系统(10)，用于为送粉系统(9)提供原料粉末；所述送粉系统(9)可移动的安装于所述铺粉系统(10)，用于将其余储粉缸(8)提供的原料粉末送入工作缸(7)；
基板及加热系统(6)，所述基板及加热系统(6)设置于所述工作缸(7)内，用于对原料粉末进行预热；
换气系统(5)，用于将腔体(3)抽真空并充入保护气。
2.根据权利要求1所述的一种多材料增材制造成型系统，其特征在于，所述工作缸(7)和部分储粉缸(8)固定设置于所述腔体(3)内；
所述腔体(3)为前后开门形式；其中，设置工作缸(7)的一端为前端，设置部分储粉缸(8)的一端为后端；
所述铺粉系统(10)前后铺粉运动；
所述送粉系统(9)的运动方向垂直于所述铺粉系统(10)的运动方向。
3.根据权利要求1所述的一种多材料增材制造成型系统，其特征在于，所述基板及加热系统(6)能够预热温度范围为0～1000℃。
4.根据权利要求1所述的一种多材料增材制造成型系统，其特征在于，
所述腔体(3)内固定设置有第一滑轨；
所述部分储粉缸(8)内设置有柱塞，用于推出原料粉末；
所述铺粉系统(10)包括：横梁和刮板；所述横梁可移动的设置于所述第一滑轨，所述刮板固定设置于所述横梁，用于将柱塞推出的原料粉末刮入工作缸(7)；所述横梁上固定设置有第二滑轨；
所述送粉系统(9)可移动的设置于第二滑轨；
所述送粉系统(9)包括：
一个或多个螺杆挤出式送粉头，可移动的安装在第二滑轨上，通过连接管与其余储粉缸(8)相连通；
激光测距仪，安装在横梁上，用于保证送粉头移动的精度；
电机，安装在螺杆挤出式送粉头后端，用于控制送粉速度；
整形板，可上下移动的安装在横梁上，用于送粉之后压平粉末床。
5.一种多材料增材制造方法，其特征在于，基于权利要求1所述的多材料增材制造成型系统，包括以下步骤：
将真空烘干过筛后的多种原料粉末分别放入所述多个储粉缸中；
设置成形参数，导入模型；
通入保护气，预热，按照预设的成型工艺打印。
6.根据权利要求5所述的多材料增材制造方法，其特征在于，原料粉末为陶瓷粉末时，将真空烘干过筛后的陶瓷粉末进行表面处理金属化或与金属粉末混合均匀，获得处理后的陶瓷粉末；将处理后的陶瓷粉末放入储粉缸中。
7.根据权利要求6所述的多材料增材制造方法，其特征在于，将真空烘干过筛后的陶瓷粉末进行表面处理金属化时采用薄膜法、厚膜法或化学镀法；
其中，镀层金属熔点低于陶瓷粉末，镀层厚度范围为1～15μm。
8.根据权利要求6所述的多材料增材制造方法，其特征在于，将真空烘干过筛后的陶瓷粉末与金属粉末混合均匀时，金属粉末中位粒径与陶瓷粉末中位粒径相差小于等于5μm，金属粉末占比为陶瓷粉末质量的5％～50％。
9.根据权利要求6所述的多材料增材制造方法，其特征在于，原料粉末包括一陶瓷粉末和一金属粉末；其中，陶瓷粉末表面处理金属化或与金属粉末混合时，采用的金属为铝、钛、镍或铁；金属粉末为铝合金、钛合金、镍合金或不锈钢粉末。
10.根据权利要求5所述的多材料增材制造方法，其特征在于，多种原料粉末包括金属粉末和陶瓷粉末；
金属粉末和陶瓷粉末的粒径范围为15～75μm，陶瓷粉末中位粒径比金属粉末中位粒径小0～15μm，金属粉末与金属粉末或陶瓷粉末与陶瓷粉末的中位粒径相差小于等于5μm；
所述成形参数包括：打印层厚、扫描速度、扫描策略、扫描间距和激光功率；其中，激光功率范围为100～500W，扫描速率范围为400～1500mm/s，扫描间距范围为20～100μm，打印层厚范围为30～60μm；激光扫描策略是棋盘式扫描；
通入的保护气体为氩气，控制水氧含量小于等于100ppm；
基板预热温度为200℃～500℃；
预设的成型工艺为：铺一原料粉末，激光烧结，吸去多余的此原料粉末；送另一原料粉末，表面平整处理，激光烧结，层层重复。
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